JP4900769B2 - ファインダ光学系及びこれを搭載する光学機器 - Google Patents

ファインダ光学系及びこれを搭載する光学機器 Download PDF

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本発明は、ファインダ光学系及びこれを搭載する光学機器に関する。
従来、カメラには、対物レンズによって所定結像面(焦点板)上に結像された実像(被写体像)を、正立光学系によって正立像とし接眼レンズを介して観察する観察光学系と、焦点板上の実像を画像情報として取り込むため、測光レンズによって集光された被写体からの光を、測光センサにより測光し、露出制御を行う測光光学系とからなるファインダ光学系とを有するものが開示されている(例えば、特許文献1及び2参照)。
特許文献1に開示のファインダ光学系では、対物レンズによって結像される光束をプリズム体によって撮像素子側と観察光学系側とに分割する。そして、観察光学系側へと分割された光線を、焦点板上に結像させ、その像をプリズム群によって正立像し、接眼レンズを介して観察できるように構成されている。また、プリズム群のいずれかの反射面の一部又は全部をハーフミラー面になっており、該面への入射光路の延長線上に設置された測光レンズにより被写体からの光を集光し、測光センサによって測光できるように構成されている。
特許文献2に開示のファインダ光学系では、対物レンズ(撮影レンズ)から入射した光束を、ミラーで反射して焦点板上に結像させ、その像をペンタプリズムで正立像にし、接眼レンズ(ファインダルーペ)を介して観察できるように構成されている。さらに、ペンタプリズムの上方には、接眼レンズの光軸から傾斜した光軸を持つ測光光学系が設けられ、焦点板上の実像が、ペンタプリズム及び測光レンズを介して測光センサの受光面に形成され、被写体像の輝度を測光できるように構成されている。
特開昭63−194241号公報 特開2000−162666号公報
ところで、最近のデジタルカメラでは、ユーザーの撮影を支援するため多機能化が進み、例えば、被写体の顔にピントを合わせる顔認識機能、画像内での主被写体の移動に追従してフォーカス位置が変化して主被写体への合焦を容易とする自動追尾機能、カメラ本体の背面液晶画面にリアルタイムで画像表示するリアルタイム表示機能等が搭載されているものがある。しかしながら、一般的な一眼レフタイプのデジタルカメラでは、対物レンズによって形成された被写体像は、クイックリターンミラーのために、シャッターレリーズ時のみ撮像素子に結像させている。このため、リアルタイムに撮像素子から被写体像の電子画像を取得することができず、リアルタイムに画像を背面液晶画面に表示することができなかった。
ここで、特許文献1に開示のファインダ光学系において、上記機能を展開するため既存の測光光学系を利用しようとすると、複数のプリズム(三角プリズムとダハプリズム)からなるプリズム群を非常に高精度で組み立てる必要があり、製造上難しかった。すなわち、既存の構成では、詳細な解析に対応できるだけの高精細な電子画像を得ることは難しいという問題があった。
また、特許文献2に開示のファインダ光学系において、上記機能を展開するため既存の測光光学系を利用しようとすると、この光学系では焦点板に対して測光レンズの光軸が垂直な構成となっていないため、焦点板上に形成される被写体像について測光センサで情報を取得する際に、被写体像が歪んでしまったり、被写体像の一部が暗くなってしまったりするおそれがある。これは、測光を目的とするならば問題は殆どないが、本発明のように取得した電子画像を用いて詳細な解析を目的するならば好ましくない。
本発明は、小型で簡素な構成で、高性能なファインダ光学系及びこれを搭載する光学機器を提供することを目的とする。
本発明のファインダ光学系は、対物レンズによって所定結像面上に結像された被写体像を、正立光学系によって正立像とし、この正立像を接眼レンズを介して観察する観察光学系と、前記観察光学系の光軸より光路を分割し、前記所定結像面上に結像された被写体像を撮像素子に結像する縮小光学系とを有し、前記縮小光学系は、前記正立光学系と前記接眼レンズの最も物体側のレンズとの間に配置され、前記観察光学系の光軸より光路を分割する光路分割手段と、前記光路分割手段により分割された前記観察光学系からの光を受光して前記被写体像を前記撮像素子に結像する撮影レンズとから構成されており、前記撮影レンズは、2枚で構成され、前記光路分割手段は、光学プリズムからなり、前記光学プリズムの前記観察光学系の光軸方向の中心厚をPLとし、前記正立光学系の射出面から前記接眼レンズの最もアイポイント側のレンズまでの全長をTLとしたとき、次式
0.10 < PL/TL ≦ 0.33
を満足することを特徴とする。
本発明の光学機器は、請求項1〜7のいずれかに記載のファインダ光学系を搭載することを特徴とする。
発明によれば、小型で簡素な構成で、高性能なファインダ光学系及びこれを搭載する光学機器を提供できる。
以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明に係るファインダ光学系は、一眼レフカメラなどの光学機器に搭載されるものであり、観察光学系と、縮小光学系とを有している。
まず、観察光学系について説明する。観察光学系は、物体側から順に、対物レンズ、ミラー、焦点板、コンデンサレンズ、正立光学系(ペンタプリズム)、接眼レンズが配置されている。
対物レンズは、被写体像を焦点板上に結像する。対物レンズと焦点板との間にはミラーが設けられており、ミラーは、対物レンズの光軸を直角に偏向する。
ペンタプリズムは、対物レンズによって結像された焦点板上の被写体像(倒立像)を、上下左右反転して正立像にする。なお、ペンタプリズムは、観察者が被写体像を正立像として観察できるようにするとともに、本ファインダ光学系をコンパクトに構成できるようにしている。
なお、焦点板とペンタプリズムとの間にはコンデンサレンズが設けられており、焦点板上の被写体像をペンタプリズムに導いている。コンデンサレンズは、光束の発散を抑える正の屈折力を有しており、対物レンズの射出瞳から離れるに従い、光束の広がりが大きくなって、正立光学系や接眼光学系が大型化するのを防ぐため、対物レンズによって形成される被写体像の結像位置の近傍(例えば、上記のように焦点板とペンタプリズムとの間)に配置されている。
接眼レンズは、ペンタプリズムで正立像となった被写体像を観察者の目に導く。
このような構成の観察光学系では、被写体からの光は、対物レンズを透過し、ミラーで反射され、焦点板上に結像される。その後、コンデンサレンズを介してペンタプリズムに入射し、ペンタプリズムで正立像とした後、接眼レンズを介して観察者に観察される。
次に、縮小光学系について説明する。本発明において、縮小光学系は、一眼レフカメラのユーザーの撮影支援を行うため、例えば、被写体の顔にピントを合わせる顔認識機能、画像内での主被写体の移動に追従してフォーカス位置が変化して主被写体への合焦を容易とする自動追尾機能、カメラ本体の背面液晶画面にリアルタイムで画像表示するリアルタイム表示機能など、今まで一眼レフカメラになかった新たな機能を展開するために、本ファインダ光学系に搭載されている。
縮小光学系は、物体側から順に、光路分割手段(光学プリズム)、撮影レンズ、フィルター群、撮像素子(例えば、CCDやCMOS等の固体撮像素子等)が配置されている。
光学プリズム(光路分割手段)は、詳細は後述するが、観察光学系の光軸より光路を分割し、被写体からの光を縮小光学系(より具体的には、撮影レンズ)に導く。
なお、本発明においては、光学プリズムは、ペンタプリズムと接眼レンズの最も物体側のレンズとの間に配置されることが望ましい。これにより、接眼レンズで視度調整を行っても、固体撮像素子等に向かう光束の光路長は変化しないため、縮小光学系に影響を与えることがないため、好ましい。また、この構成によれば、被写体からの光が光学プリズムを出た後に接眼レンズ近傍で収束するため、光学プリズムや縮小光学系の小型化を実現する上で非常に好ましい。
撮影レンズは、光学プリズムにより分割された観察光学系からの光を、(後述のフィルター群を介して受光し、)固体撮像素子等に被写体像を結像する。なお、撮影レンズは、前後又はその内部に反射部材等を設けることもできる。これにより、縮小光学系をより小型(特に高さ方向)に構成することが可能となる。
フィルター群は、ローパスフィルターや赤外カットフィルタ等を備えて構成されている。
固体撮像素子等は、例えば、CCDやCMOS等の固体撮像素子等からなり、撮影レンズによって結像された被写体像を電子画像に変換する。
このような構成の縮小光学系では、被写体からの光は、光学プリズムで観察光学系の光軸から分割された後、フィルター群を介して撮影レンズで結像され、固体撮像素子等で電子画像に変換される。
さらに、本発明に係るファインダ光学系は、小型で簡素な構成を達成するために、以下のように構成されることが望ましい。
本発明においては、光路分割手段(光学プリズム)は、観察光学系に対する入射面及び射出面が平面からなる(換言すると、観察光学系に対して屈折力を有さない)光学プリズムであることが望ましい。このような構成により、光路分割手段の製造や観察光学系内への光路分割手段の配置を容易に行うことができる。また、光路分割手段を観察光学系内に容易に装脱可能な構成とすることもできる。
また、本発明においては、光路分割手段(光学プリズム)は、観察光学系から入射する光束を反射及び透過する、より詳しくは、焦点板から撮影レンズに向かう光束のみを反射し、それ以外の光束は透過する光分割面を有し、この光分割面で反射された光束は、光路分割手段内で少なくとも1回全反射されることが望ましい。この構成により、光路分割手段における接眼レンズの光軸方向の薄型化を図ることができ、且つ、縮小光学系において、十分な光路長を確保することができる。その結果、ファインダ光学系の小型化を効果的に行うことができる。また、縮小光学系を構成する上で必要な屈折力を小さく抑えることができ、良好な光学性能が得ることができる。
なお、より好ましくは、光路分割手段は、分割面がハーフミラー膜等を密閉した構成の光学プリズムであることが望ましい。この構成により、耐久性を向上させることができるからである。
本発明のファインダ光学系は、以下に示す条件式(1)〜(3)を満足することが望ましい。
本発明に係るファインダ光学系においては、光学プリズムの観察光学系の光軸方向の中心厚をPLとし、正立光学系の射出面から接眼レンズの最もアイポイント側のレンズまでの全長をTLとしたとき、次式(1)を満足することが望ましい。
0.10 < PL/TL <0.75 …(1)
上記条件式(1)は、正立光学系の射出面から接眼レンズの最もアイポイント側のレンズまでの全長TLに対する、光学プリズムの観察光学系の光軸方向の中心厚PLの適切な比を規定している。条件式(1)の上限値を上回ると、光学プリズムは光軸方向の中心厚PLが厚くなり、大型化する。これに伴い、ファインダ光学系全体も大型化するため、好ましくない。逆に、条件式(1)の下限値を下回ると、光学プリズムは小型化・薄型化し過ぎてしまい、このプリズム内で全反射できなくなってしまうおそれがある。なお、上限値は0.6であることが望ましい。また、下限値は0.15であることが望ましい。さらに望ましくは、下限値は0.20であることが望ましい。これらの値は、発明者の鋭意研究を重ねた結果、見出されたものである。
また、本発明においては、光学プリズムの光分割面と観察光学系の光軸とがなす角をθpとしたとき、次式(2)を満足することが望ましい。
50° < θp < 70° …(2)
上記条件式(2)は、観察光学系の光軸に対する、光学プリズムにおける光分割面がなす角度の適切な範囲を規定している。条件式(2)の上限値を上回ると、光学プリズムの小型化・薄型化には有利であるが、光学プリズムで全反射した光束が該プリズムの光分割面(ハーフミラー膜)に干渉してしまったり、或いは撮影光学系へ向かう光路のプリズムの射出面が確保できなくなってしまったりする等、固体撮像素子等への光線が遮断されてしまい、好ましくない。逆に、条件式(2)の下限値を下回ると、全反射面において全反射する光線の高さが接眼レンズの光軸から離れ、結果として光学プリズムが大型化してしまい、好ましくない。なお、より好ましくは、光学プリズムの光分割面と観察光学系の光軸とがなす角θpが65°程度となるように、光分割面(ハーフミラー膜)を配置することが望ましい。
また、本発明においては、更なる小型化を図るため、光学プリズムのd線に対する屈折率をndpとしたとき、次式(3)を満足することが望ましい。
1.55 < ndp …(3)
上記条件式(3)は、光分割面で反射された光束が、光学プリズム内部で少なくとも1回全反射するための、該光学プリズムのd線に対する屈折率ndpの適切な範囲を規定している。
ここで、縮小光学系に導かれる光線には、観察光学系の光軸上の光線、すなわち光学プリズムに垂直に入射する光線(以下、軸上光線と称する)と、画角を持った軸外光線とがある。後述の参考例において、光分割面(ハーフミラー膜HM)で反射された光束のうち、軸上光線については理論上、ndp=1.45以上であれば全反射可能である。しかしながら、この屈折率で全反射する可能性があるのは、軸上光線およびその近傍の軸外光線のみであり、軸外光線を含めた全ての縮小光学系に導かれる光線を全反射させるためには、全反射面での臨界角を小さくしなければならない。そのためには、より高い屈折率が必要であり、上記条件式(3)が見出された。
このような条件式(3)の下限値を下回ると、縮小光学系へ向かう光束の一部(もしくは全部)が全反射できず、固体撮像素子等への一部の光線が遮られ、好ましくない。なお、下限値は、1.59程度であることがより望ましい。
本発明に係るファインダ光学系では、接眼レンズを以下のように構成することが望ましい。
本発明においては、接眼レンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とからなることが望ましい。このような構成により、アイレリーフをより長くすることができるとともに、視度調整を効果的に行うことが可能である。
また、上記接眼レンズは、第2レンズ群を光軸上移動させることによって視度調整を行うことが望ましい。このように、正の屈折力を有するレンズ群(第2レンズ群)を移動させることにより、少ない移動量で効果的に視度調整を行うことができる。なお、第2レンズ群以外の正の屈折力を有するレンズ群を移動させたり、複数のレンズ群を移動させたりすることによっても、同様の効果を得ることができる。
また、本発明においては、画面視野の光線の影響を受けることなく、ファインダ光学系内で発生する乱反射やゴースト等を軽減するために、光路分割手段(光学プリズム)の入射面及び射出面を、接眼レンズ光軸に対して垂直ではなく、数度傾けることが望ましい。これは、ファインダ光学系内に平面が存在すると、接眼レンズのアイポイント側より強い光源に照らされたときなどに、光路分割手段の入射面が反射して、ゴーストとなってしまうおそれがあるからである。
本発明においては、以下の各実施例で、レンズ系が複数のレンズ群から構成されているが、各レンズ群の間に他のレンズ群を付加したり、或いはレンズ系の像側または物体(被写体)側に隣接させて他のレンズ群を付加することも可能である。
以下に図面を参照して本発明の各実施例について説明する。
(第1実施例)
図1は、本発明の第1実施例に係るファインダ光学系を備えた、一眼レフカメラの概略構成図である。本実施例におけるファインダ光学系は、図1に示すように、観察光学系1と、縮小光学系2とを有している。観察光学系1は、物体側から順に、対物レンズ11、ミラー12、撮影用の撮像素子13、焦点板14、コンデンサレンズ15、ペンタプリズム(正立光学系)16、及び、接眼レンズ17が配置されている。
なお、撮影用の撮像素子13と焦点板14とは、光学的に共役な位置に配設されている。また、ミラー12は、観察光学系1の光軸に対して45度の角度で挿入されており、通常時(撮影待機状態)には、対物レンズ11を通った被写体(不図示)からの光を反射して焦点板13に結像させ、シャッターレリーズ時にはミラーアップ状態となって跳ね上がり、対物レンズ11を通った被写体(不図示)からの光は、撮影用の撮像素子13に結像するようになっている。
接眼レンズ17は、物体側から順に、負メニスカスレンズからなる第1レンズ群L1と、両凸形状の正レンズからなる第2レンズ群L2と、両凸形状の正レンズからなる第3レンズ群L3と、負メニスカスレンズからなる第4レンズ群L4とから構成されている。なお、本実施例では、第2レンズ群L2を光軸方向に移動させ、視度調整を行っている。
また、ペンタプリズム16と接眼レンズ17の最も物体側のレンズである第1レンズ群L1との間には、後述の縮小光学系2を構成する光学プリズム(光路分割手段)21が配置されている。光学プリズム21は、観察光学系1から入射する光束を透過及び反射するハーフミラー膜HM(光分割面)を有しており、ハーフミラー膜HMにおいて透過した光は接眼レンズ17へと導き、反射した光は縮小光学系2へと導く。
なお、本実施例においては、光学プリズム(光路分割手段)21はペンタプリズム16と接眼レンズ17との間に配置されているが、これに限定されず、例えば、接眼レンズ17の内部に配置してもよい。この構成は、光学プリズム21の小型化を図る上で好ましい。
このような構成の観察光学系1では、被写体(不図示)からの光は、対物レンズ11を通り、ミラー12で反射され焦点板14方向に反射され、焦点板14上に被写体像が結像される。そして、焦点板14上の被写体像からの光束は、コンデンサレンズ15及びペンタプリズム16を介して、光学プリズム21へ入射する。光学プリズム21に入射した光のうち、ハーフミラー膜HMを透過した光は、接眼レンズ17を介してアイポイントEPに導かれ、アイポイントEPにて観察者は被写体(不図示)の実像を観察できるようになっている。また、シャッターレリーズ時には、対物レンズ11を通った被写体(不図示)からの光は、ミラー12がミラーアップ状態となり、撮影用の撮像素子13上に結像されるようになっている。
図2は、上記ファインダ光学系に含まれる縮小光学系2の概略構成図である。縮小光学系2は、物体側から順に、光学プリズム21、撮影レンズ22、フィルター群23(例えば、ローパスフィルターや赤外カットフィルタ等)、固体撮像素子等24(例えば、CCDやCMOS等)が配置されている。
なお、光学プリズム21は、観察光学系1に対する入射面21a及び射出面21bが平面からなっている。また、光学プリズム21は、ハーフミラー膜HM(光分割面)が密閉されており、接眼レンズ17の光軸とのなす角θpが65°に配置され、焦点板14からの光束を面21aで全反射するようになっている。
また、撮影レンズ22は、本実施例においては、2枚のレンズで構成されている。但し、これに限定されず、1枚であっても、3枚以上であってもよい。
このような構成の縮小光学系2では、焦点板14に形成される被写体像からの光束は、光学プリズム21の面21aから入射し、ハーフミラー膜HM(光分割面)にて反射して観察光学系1の光軸から分割された光は、該プリズム21の面21aで全反射した後に、面21cから射出し、撮影レンズ22に入射する。そして、撮影レンズ22に入射した光は収束し、フィルター群23を介して、固体撮像素子等24の撮像面上に結像し、電子画像としての情報を得ることができるようになっている。
以下の表1に、本実施例に係る条件式対応値を示す。
(表1)
θp=65°
ndp=1.58913
PL=7.93
TL=27.73
(条件対応式)
(1)θp=65°
(2)ndp=1.58913
(3)PL/TL=0.29
以上のような、本実施例に係るファインダ光学系においては、被写体(不図示)からの光を接眼レンズ17を介して観察する観察光学系1と、所定焦点板(結像面)13上の実像を電子画像に変換するための縮小光学系2とを有し、小型且つ簡素な構成で、高い性能を実現することができた。
(第2実施例)
図3は、本発明の第2実施例に係るファインダ光学系を備えた、一眼レフカメラの概略構成図である。本実施例におけるファインダ光学系は、図3に示すように、観察光学系1と、縮小光学系2とを有している。観察光学系1は、物体側から順に、対物レンズ11、ミラー12、撮影用の撮像素子13、焦点板14、コンデンサレンズ15、ペンタプリズム(正立光学系)16、及び、接眼レンズ17が配置されている。なお、図3においては、対物レンズ11、ミラー12及び撮影用の撮像素子13は、第1実施例と同様の配置であるため、省略している。
なお、撮影用の撮像素子13と焦点板14とは、光学的に共役な位置に配設されている。また、ミラー12は、観察光学系1の光軸に対して45度の角度で挿入されており、通常時(撮影待機状態)には、対物レンズ11を通った被写体(不図示)からの光を反射して焦点板13に結像させ、シャッターレリーズ時にはミラーアップ状態となって跳ね上がり、対物レンズ11を通った被写体(不図示)からの光は、撮影用の撮像素子13に結像するようになっている。
接眼レンズ17は、物体側から順に、負メニスカスレンズからなる第1レンズ群L1と、両凸形状の正レンズからなる第2レンズ群L2と、負メニスカスレンズからなる第3レンズ群L3とから構成されている。なお、本実施例では、第2レンズ群L2を光軸方向に移動させ、視度調整を行っている。
また、ペンタプリズム16と接眼レンズ17の最も物体側のレンズである第1レンズ群L1との間には、後述の縮小光学系2を構成する光学プリズム(光路分割手段)21が配置されている。光学プリズム21は、観察光学系1から入射する光束を透過及び反射するハーフミラー膜HM(光分割面)を有しており、ハーフミラー膜HMにおいて透過した光は接眼レンズ17へと導き、反射した光は縮小光学系2へと導く。
なお、本実施例においては、光学プリズム(光路分割手段)21はペンタプリズム16と接眼レンズ17との間に配置されているが、これに限定されず、例えば、接眼レンズ17の内部に配置してもよい。この構成は、光学プリズム21の小型化を図る上で好ましい。
このような構成の観察光学系1では、被写体(不図示)からの光は、対物レンズ11を通り、ミラー12で反射され焦点板14方向に反射され、焦点板14上に被写体像が結像される。そして、焦点板14上の被写体像からの光束は、コンデンサレンズ15及びペンタプリズム16を介して、光学プリズム21へ入射する。光学プリズム21に入射した光のうち、ハーフミラー膜HMを透過した光は、接眼レンズ17を介してアイポイントEPに導かれ、アイポイントEPにて観察者は被写体(不図示)の実像を観察できるようになっている。また、シャッターレリーズ時には、対物レンズ11を通った被写体(不図示)からの光は、ミラー12がミラーアップ状態となり、撮影用の撮像素子13上に結像されるようになっている。
図4は、上記ファインダ光学系に含まれる縮小光学系2の概略構成図である。縮小光学系2は、物体側から順に、光学プリズム21、撮影レンズ22、フィルター群23(例えば、ローパスフィルターや赤外カットフィルタ等)、固体撮像素子等24(例えば、CCDやCMOS等)が配置されている。
なお、光学プリズム21は、観察光学系1に対する入射面21a及び射出面21bが平面からなっている。また、光学プリズム21は、ハーフミラー膜HM(光分割面)が密閉されており、接眼レンズ17の光軸とのなす角θpが67°に配置され、焦点板14からの光束を面21aで全反射するようになっている。
また、撮影レンズ22は、本実施例においては、2枚のレンズで構成されている。
このような構成の縮小光学系2では、焦点板14に形成される被写体像からの光束は、光学プリズム21に面21aから入射し、ハーフミラー膜HM(光分割面)にて反射して観察光学系1の光軸から分割された光は、該プリズム21の面21aで全反射した後に、面21cから射出し、撮影レンズ22に入射する。そして、撮影レンズ22に入射した光は収束し、フィルター群23を介して、固体撮像素子等24の撮像面上に結像し、電子画像としての情報を得ることができるようになっている。
以下の表2に、本実施例に係る条件式対応値を示す。
(表2)
θp=67°
ndp=1.65160
PL=7.62
TL=23.42
(条件対応式)
(1)θp=67°
(2)ndp=1.65160
(3)PL/TL=0.33
以上のような、本実施例に係るファインダ光学系においては、被写体(不図示)からの光を接眼レンズ17を介して観察する観察光学系1と、所定焦点板(結像面)13上の実像を電子画像に変換するための縮小光学系2とを有し、小型且つ簡素な構成で、高い性能を実現することができた。
参考例
図5は、本発明の参考例に係るファインダ光学系を備えた、一眼レフカメラの概略構成図である。本参考例におけるファインダ光学系は、図5に示すように、観察光学系1と、縮小光学系2とを有している。観察光学系1は、物体側から順に、対物レンズ11、ミラー12、撮影用の撮像素子13、焦点板14、コンデンサレンズ15、ペンタプリズム(正立光学系)16、及び、接眼レンズ17が配置されている。なお、図5においては、対物レンズ11及びミラー12は、第1実施例と同様の配置であるため、省略している。
なお、撮影用の撮像素子13と焦点板14とは、光学的に共役な位置に配設されている。また、ミラー12は、観察光学系1の光軸に対して45度の角度で挿入されており、通常時(撮影待機状態)には、対物レンズ11を通った被写体(不図示)からの光を反射して焦点板13に結像させ、シャッターレリーズ時にはミラーアップ状態となって跳ね上がり、対物レンズ11を通った被写体(不図示)からの光は、撮影用の撮像素子13に結像するようになっている。
接眼レンズ17は、物体側から順に、負メニスカスレンズからなる第1レンズ群L1と、正メニスカスレンズからなる第2レンズ群L2とから構成されている。なお、本参考例では、第2レンズ群L2を光軸方向に移動させ、視度調整を行っている。
また、ペンタプリズム16と接眼レンズ17の最も物体側のレンズである第1レンズ群L1との間には、後述の縮小光学系2を構成する光学プリズム(光路分割手段)21が配置されている。光学プリズム21は、観察光学系1から入射する光束を透過及び反射するハーフミラー膜HM(光分割面)を有しており、ハーフミラー膜HMにおいて透過した光は接眼レンズ17へと導き、反射した光は縮小光学系2へと導く。
なお、本参考例においては、光学プリズム(光路分割手段)21はペンタプリズム16と接眼レンズ17との間に配置されているが、これに限定されず、例えば、接眼レンズ17の内部に配置してもよい。この構成は、光学プリズム21の小型化を図る上で好ましい。
このような構成の観察光学系1では、被写体(不図示)からの光は、対物レンズ11を通り、ミラー12で反射され焦点板14方向に反射され、焦点板14上に被写体像が結像される。そして、焦点板14上の被写体像からの光束は、コンデンサレンズ15及びペンタプリズム16を介して、光学プリズム21へ入射する。光学プリズム21に入射した光のうち、ハーフミラー膜HMを透過した光は、接眼レンズ17を介してアイポイントEPに導かれ、アイポイントEPにて観察者は被写体(不図示)の実像を観察できるようになっている。また、シャッターレリーズ時には、対物レンズ11を通った被写体(不図示)からの光は、ミラー12がミラーアップ状態となり、撮影用の撮像素子13上に結像されるようになっている。
図6は、上記ファインダ光学系に含まれる縮小光学系2の概略構成図である。縮小光学系2は、物体側から順に、光学プリズム21、撮影レンズ22、フィルター群23(例えば、ローパスフィルターや赤外カットフィルタ等)、固体撮像素子等24(例えば、CCDやCMOS等)が配置されている。
なお、光学プリズム21は、観察光学系1に対する入射面21a及び射出面21bが平面からなっている。また、光学プリズム21は、ハーフミラー膜HM(光分割面)が密閉されており、接眼レンズ17の光軸とのなす角θpが61°に配置され、焦点板14からの光束を面21aで全反射するようになっている。
また、撮影レンズ22は、本参考例においては、1枚のレンズで構成されている。
このような構成の縮小光学系2では、焦点板14に形成される被写体像からの光束は、光学プリズム21に面21aから入射し、ハーフミラー膜HM(光分割面)にて反射して観察光学系1の光軸から分割された光は、該プリズム21の面21aで全反射した後に、面21cから射出し、撮影レンズ22に入射する。そして、撮影レンズ22に入射した光は収束し、フィルター群23を介して、固体撮像素子等24の撮像面上に結像し、電子画像としての情報を得ることができるようになっている。
以下の表3に、本参考例に係る条件式対応値を示す。
(表3)
θp=61°
ndp=1.56384
PL=10.50
TL=20.30
(条件対応式)
(1)θp=61°
(2)ndp=1.56384
(3)PL/TL=0.52
以上のような、本参考例に係るファインダ光学系においては、被写体(不図示)からの光を接眼レンズ17を介して観察する観察光学系1と、所定焦点板(結像面)13上の実像を電子画像に変換するための縮小光学系2とを有し、小型且つ簡素な構成で、高い性能を実現することができた。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば適宜改良可能である。
本発明の第1実施例に係る縮小光学系を備えた一眼レフカメラのファインダ光学系の概略構成図である。 上記第1実施例に係る縮小光学系の概略構成図である。 本発明の第2実施例に係る縮小光学系を備えた一眼レフカメラのファインダ光学系の概略構成図である。 上記第2実施例に係る縮小光学系の概略構成図である。 本発明の参考例に係る縮小光学系を備えた一眼レフカメラのファインダ光学系の概略構成図である。 上記参考例に係る縮小光学系の概略構成図である。
符号の説明
1 観察光学系 11 対物レンズ 12 ミラー
13 撮影用の撮像素子 14 焦点板 15 コンデンサレンズ
16 ペンタプリズム(正立光学系) 17 接眼レンズ
2 縮小光学系 21 光学プリズム(光路分割手段) 22 撮影レンズ
23 フィルター群 24 固体撮像素子等(撮像素子)
HM ハーフミラー膜(光分割面) EP アイポイント

Claims (8)

  1. 対物レンズによって所定結像面上に結像された被写体像を、正立光学系によって正立像とし、この正立像を接眼レンズを介して観察する観察光学系と、
    前記観察光学系の光軸より光路を分割し、前記所定結像面上に結像された被写体像を撮像素子に結像する縮小光学系とを有し、
    前記縮小光学系は、
    前記正立光学系と前記接眼レンズの最も物体側のレンズとの間に配置され、前記観察光学系の光軸より光路を分割する光路分割手段と、
    前記光路分割手段により分割された前記観察光学系からの光を受光して前記被写体像を前記撮像素子に結像する撮影レンズとから構成されており、
    前記撮影レンズは、2枚で構成され、
    前記光路分割手段は、光学プリズムからなり、
    前記光学プリズムの前記観察光学系の光軸方向の中心厚をPLとし、前記正立光学系の射出面から前記接眼レンズの最もアイポイント側のレンズまでの全長をTLとしたとき、次式
    0.10 < PL/TL ≦ 0.33
    を満足することを特徴とするファインダ光学系。
  2. 前記光学プリズムは、前記観察光学系に対する入射面及び射出面が平面からなることを特徴とする請求項1に記載のファインダ光学系。
  3. 前記光路分割手段は、前記観察光学系から入射する光束を、透過及び反射する光分割面を有し、
    前記光分割面で反射された光束は、該光路分割手段内で少なくとも1回全反射されることを特徴とする請求項1又は2に記載のファインダ光学系。
  4. 前記光学プリズムの光分割面と前記観察光学系の光軸とがなす角をθpとしたとき、次式
    50° < θp < 70°
    を満足することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のファインダ光学系。
  5. 前記光学プリズムのd線に対する屈折率をndpとしたとき、次式
    1.55 < ndp
    を満足することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のファインダ光学系。
  6. 前記接眼レンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とからなることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のファインダ光学系。
  7. 前記接眼レンズは、前記第2レンズ群を光軸上を移動させることによって視度調整を行うことを特徴とする請求項6に記載のファインダ光学系。
  8. 請求項1〜7のいずれかに記載のファインダ光学系を搭載することを特徴とする光学機器。
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